Осмотры и контроль за работой

Осмотр синхронного компенсатора, находящегося в работе, дежурным персоналом производится не реже 1 раза в смену. Кроме того, периодические осмотры должны производиться инженерно-техническими работниками участков и служб подстанций.

При осмотре проверяются режим работы синхронного компенсатора и температура активных частей машины, сопротивление изоляции цепи возбуждения и подшипников, выбрани я подшипников, работа систем охлаждения и смазки, внешнее состояние синхронного компенсатора и системы возбуждения.

Контроль за режимом работы и температурой активных частей машины ведется по измерительным приборам. Их показания на должны выходить за допустимые пределы, отмеченные на шкалах этих приборов красной чертой. Логометры с переключателями должны быть снабжены таблицами максимальных значений измеряемых температур, которые достигаются при работе в номинальном режиме. Показания приборов, характеризующих состояние син­хронного компенсатора, записывают в щитовую ведомость (или журнал) не реже 2 раз в смену. При отклонении тепло­вого режима синхронного компенсатора от номи­нального проверяют показания прибора, а затем убеждаются в нормальном поступлении охлаждающей воды, открытии задвижек газоохладителей; проверяют напряжение, значение и симметрию тока нагрузки синхронного компенсатора. Если причину повышения температуры выявить и устранить не удастся, необходимо разгрузить синхронный компенсатор и проконтролировать снижение температуры. В случае неэффективности принятых мер синхронный компенсатор отключают от сети.

Синхронные компенсаторы обладают различной мощностью при работе в емкостном и индуктивном квадрантах. В режиме недовозбуждения (индуктивный квадрант) мощность компенсатора обычно составляет не более 50% его номинальной мощности при неизменном значении температуры и постоянном давлении охлаждающего газа. При работе в индуктивном квадранте мощность ограничивается в связи с появлением местных нагревов лобовых частей обмотки и магнитных частей машины. Допустимая мощность в каждом отдельном случае устанавливается на основании результатов тепловых испытаний и указывается в эксплуатационной карте. Там же приводятся нагрузки синхронного компенсатора при разном давлении водорода, а также наибольшие допустимые в эксплуатации температуры обмоток статора, ротора и сердечника статора.

Рис. 2.12. Схема отключенного от сети синхронного компенсатора:

1 - рабочий выключатель (здесь и далее выключатель в отключенном положении показан в виде зачерненного квадрата); 2 - пусковой выключатель; 3 - трансформатор напряжения; 4 - синхронный компенсатор; 5 - АГП; 6 - контакт контактора пуска; 7 - параллельная обмотка возбудителя; 8 - реостат возбудителя; 9 - возбудитель; 10 - электродвигатель возбудителя; 11 - выключатель электродвигателя возбудителя; 12 - изображение разъединителей, находящихся во включенном положении

Температура обмоток, имеющих изоляцию класса В, и стали синхронных компенсаторов в установившемся номинальном режиме, °С, не должна превышать следующих значений:

Обмотка статора при охлаждении:

воздушном................................................................105

водородном при избыточном давлении:

5 кПа..........................................................................105

50 кПа........................................................................100

100 кПа........................................................................95

200 кПа........................................................................90

Обмотка ротора (независимо от вида охлаждающей среды и давления)....................................................130

Сердечник статора (независимо от вила охлажающей среды и давления.............................................105

Температура воды, поступающей в охладитель синхронного компенсатора, не должна быть выше 30°С, а охлажденного газа 40°С. Перепад температур охлаждающего газа, а также воды в газоохладителях при номинальной мощности синхронного компенсатора должен находиться в пределах 6,5-9,5°С.

Синхронные компенсаторы рассчитаны на работу с номинальной мощностью при отклонении напряжения от номинального в пределах ±5%. Повышение напряжения сверхноминального сопровождается увеличением потерь в стали, ее перегревом. Чтобы уменьшить нагрев стали, вызванный повышением напряжения, снижают токовую нагрузку до такого значения, при котором мощность синхронного компенсатора не превышала бы номинальной.

По условию нагрева активной стали работа компенсаторов с напряжением более чем 1,1U_НOM, как правило, не разрешается.

При напряжении менее 0,95U_HOM синхронный компенсатор не может длительно работать с номинальной мощностью, так как для этого необходимо увеличить ток статора, а он не должен быть выше 1,05I_ном. Только в аварийных режимах при значительном понижении напряжения в энергосистеме разрешается кратковременная перегрузка синхронных компенсаторов по току статора и ротора. Продолжительность перегрузки нормируется кратностью тока статора, отнесенного к его длительно допустимому значению при данной температуре и давлении охлаждающего газа.

Длительность перегрузки в зависимости от кратности тока приведена ниже:

Ток ротора при перегрузке устанавливается соответст­вующим токовой нагрузке статора.

По истечении времени перегрузки следует принять меры по снижению нагрузки синхронного компенсатора до номинальной. К аварийным перегрузкам не разрешается прибегать повседневно в часы прохождения максимумов нагрузки.

Контроль изоляции цепи возбуждения. Работа синхронного компенсатора с замыканием на землю в цепи возбуждения не допускается. Причиной столь жесткого требования является опасность появления второго замыкания на землю, вследствие чего могут оказаться зашунтированными часть витков и даже отдельные катушки ротора. Появляющаяся в этом случае магнитная асимметрия может привести к серьезным механическим повреждениям синхронного компенсатора. Известны, например, случаи тяжелых повреждений, когда синхронный компенсатор срывало с фундаментных болтов. Для своевременного выявления дефектов изоляции в эксплуатации систематически (не реже 1 раза в смену) контролируется состояние изоляции цепей возбуждения относительно земли. Замеры производятся высокоомным вольтметром с большим внутренним сопротивлением, при этом измеряется напряжение U между контактными кольцами ротора, а также напряжения U₁ и U₂ между каждым контактным кольцом и валом ротора. Сопротивления изоляции подсчитываются по формуле

где R_в - внутреннее сопротивление вольтметра (80-100 кОм).

При хорошей изоляции цепей возбуждения напряжения U₁, и U₂ близки к нулю. Если одно из этих показаний окажется равным нулю, а другое - полному напряжению возбуждения, то это служит признаком наличия металлического замыкания на землю. В этом случае синхронный компенсатор необходимо отключить от сети и вывести в ремонт для устранения дефекта.

Контроль изоляции подшипников. У синхронного компенсатора контролируется состояние изоляции стойки подшипника от фундаментной плиты. Нарушение изоляции ведет к образованию пути для прохождения через подшипники, вал и станину токов, появляющихся в стали ротора вследствие небольшой, но всегда имеющейся несимметрии магнитной системы машины. Эти токи могут привести к повреждению шейки вала и поверхности вкладышей подшипников.

Состояние изоляции проверяется путем измерения и сравнения между собой двух напряжений: между концами вала ротора и на изоляционной прокладке стойки. Для получения правильных результатов измерения последнего напряжения масляные пленки в подшипниках должны шунтироваться временной перемычкой, присоединяемой с помощью контактных щупов к валу и стойке подшипника. При хорошей изоляции оба напряжения должны быть равны. Если изоляция неисправна, напряжение на прокладке будет меньше напряжения на валу ротора. Для контроля состояния изоляции подшипников синхронных компенсаторов серии КСВ выполняются стационарные схемы измерения.

Проверка вибрации. Вибрация синхронного компенсатора может быть вызвана как механической неуравновешенностью ротора, так и несимметрией электромагнитных сил в машине. Вибрация, вызванная механическими причинами, почти не зависит от изменения нагрузки синхронного компенсатора и появляется уже на холостом ходу.

Несимметрия электромагнитных сил, действующих на ротор, может возникнуть в результате нарушения равномерности воздушного зазора в машине или при появлении виткового замыкания в обмотке ротора. Вибрация, связанная с несимметрией электромагнитных сил, зависит от нагрузки синхронного компенсатора и возрастает с увеличением тока возбуждения. В эксплуатации наиболее часто вибрация возникает в результате воздействия обоих указанных факторов.

Независимо от причины появления вибрации она сравнительно быстро вызывает износ отдельных деталей и приводит к выводу из строя синхронного компенсатора. Установлено, что вибрация подшипников у синхронных компенсаторов не должна превышать 80 мкм. При осмотре синхронного компенсатора его вибрационное состояние проверяется, как правило, на ощупь. В случае резкого повышения вибрации синхронный компенсатор разгружают и, если вибрация не прекращается, отключают от сети и затормаживают.

На синхронных компенсаторах серии КСВ предусмотрено дистанционное измерение вибрации.

Проверка работы систем охлаждения и смазки. При осмотре обращается внимание на положение вентилей водяной и газовой систем охлаждения, а также системы смазки подшипников. Положение вентилей и кранов должно соответствовать режиму работы системы. Все вентили и краны должны быть пронумерованы, и на них должны быть нанесены индексы: в системе смазки М; в газовой системе, заполненной водородом В, диоксидом углерода - У. Индексы указываются перед номером вентиля и крана.

Проверяются уровень воды в брызгальных бассейнах, работа сопл, давление и температура воды в напорном и сливном коллекторах синхронного компенсатора. На ощупь проверяется температура двигателей циркуляционных насосов и уровень масла в подшипниках.

При наличии установок противонакипной магнитной обработки воды (типа ЭМА) проверяют значения напряжения и выпрямленного тока и соответствие их установленным во время наладочных испытаний параметрам. Важен также контроль температуры полупроводниковых выпрямителей, так как их нормальная работа возможна только в строго определенном диапазоне температур.

При осмотре масляной системы проверяются (на ощупь и на слух) работа маслонасоса, давление и температура циркулирующего масла, уровень масла в маслобаке. Снижение уровня масла в баке до уровня сливного маслопровода вызывает подсос воздуха в маслосистему, срыв струи масла и отключение синхронного компенсатора.

Состояние газовой системы проверяется по давлению водорода, отсутствию утечек водорода на слух, а также путем контрольных замеров давления по манометру, проводимых через 1 ч при постоянном температурном режиме синхронного компенсатора. Отбирается проба газа из компенсатора, и производится ее химический анализ на аппарате типа ВТИ-2. По результатам анализа проверяют, правильно ли работает автоматический газоанализатор. При неисправности автоматического газоанализатора он отключается, а состав газа контролируется химическим анализом, проводимым не реже 1 раза в смену.

Проверка состояния синхронного компенсатора и оборудования систем возбуждения. Работающий синхронный компенсатор прослушивается. Если синхронный компенсатор исправен, характер его шума не изменяется. Осматривается щеточный аппарат. Щетки на кольцах ротора и коллектора возбудителя не должны иметь искрения, так как при постепенном усилении оно может привести к круговому огню на коллекторе и КЗ между кольцами ротора. Вероятность возникновения кругового огня и перекрытия коллекторных пластин особенно возрастает в режиме форсировки возбуждения. Среди причин, вызывающих искрение щеток на кольцах ротора, могут быть названы следующие:

- недостаточное нажатие всех или части щеток,

- плохая подгонка (не по всей поверхности) щеток к кольцам,

- подгар рабочей поверхности колец,

- заклинивание щеток в щеткодержателях,

- применение щеток разных марок или различных по характеристикам,

- срабатывание щеток, вибрация щеток из-за биения поверхности колец вследствие неравномерной выработки или вибрации конца вала ротора.

Биение колец не допускается более 0, 1 мм.

Искрение на коллекторе возбудителя помимо указанных выше причин может произойти также вследствие возвышения миканитовых прокладок над поверхностью коллекторных пластин, из-за неудовлетворительной наладки коммутации, при витковых замыканиях в обмотках главных и дополнительных полюсов, из-за некачественной пайки в петушках коллектора. Часто искрение щеток вызывается их перегрузкой. Дополнительное нажатие на них пружинами еще больше увеличивает перегрузку и искрение. Поэтому следует добиваться равномерного нажатия пружин на все щетки и увеличивать нажатие лишь там, где оно недостаточно. Нормальным считается давление 1,5-2-Н/см².

Безыскровой работе щеток способствуют винтовые канавки на их рабочей поверхности, а при отсутствии канавок - диагональные прорези, наносимые ножовочным полотном на глубину 6-8 мм.

При работе электрических машин поверхности их коллекторов и колец покрываются тонким слоем темной политуры, представляющей собой пленку закиси меди, покрытую частицами графита. Медные поверхности, покрытые политурой, изнашиваются медленнее свежеотполированной меди. Поэтому при ремонте без надобности не следует удалять политуру шлифовкой.

При осмотре электромашинных возбудителей проверяется работа системы смазки подшипников и нагрев возбудителя. Допустимая температура нагрева обмоток возбудителей 70°С, стали и коллектора 80°С.

При тиристорной системе возбуждения в процессе осмотра следует обращать внимание на положения, в которых находятся ключи, переключатели, накладки, автоматические выключатели, указатели реле, сигнальные устройства, показывающие электрические и технологические приборы, сигнальные лампы. Исправность тиристоров контролируется горением неоновых ламп. Погасание какой-либо из них свидетельствует о повреждении (пробое) тиристора или нарушении в распределении тока между параллельными ветвями преобразователя. Повреждение всех тиристоров в параллельной ветви влечет за собой срабатывание быстродействующего предохранителя.

При осмотре необходимо следить за отсутствием течей в системе охлаждения тиристоров, проверять температуру охлаждающей дистиллированной воды и поддерживать ее в пределах 15-35°С, контролировать перепад давления дистиллята (должен быть не менее 0,2 МПа), а также протекание воды через охладители.

Появление общего сигнала о неисправности возбуждения обязывает персонал осмотреть отдельные устройства системы возбуждения, выявить неисправность и принять меры по ее устранению или ограничению дальнейшего развития.

При устранении неисправности следует помнить о том, что оборудование шкафов тиристорного возбуждения (электроды тиристоров, шины переменного тока), цепи возбуждения и прочая аппаратура (СУТ, блоки АРВ, релейная защита) находятся под напряжением 380 В и выше. Поэтому работы в цепях преобразователя запрещаются без отключения напряжения, как со стороны питания, так и со стороны ротора при его вращении. По этой же причине в условиях нормальной эксплуатации двери шкафов преобразователя и АРВ должны запираться на ключ, а силовая панель, панель АГП и быстродействующих анодных выключателей должны иметь еще и сетчатые ограждения.

Контроль за работой систем бесщеточного возбуждения (БЩВ) ведется по измерительным приборам и сигнальной аппаратуре, размещенной на панели автоматического регулятора возбуждения (АРВ). При осмотре проверяется положение сигнальных устройств, реле, переключателей, а также состояние и охлаждение тиристоров. Для их нормальной работы необходим свободный приток охлаждающего воздуха.

Система БЩВ снабжена защитой от внутренних КЗ в цепях ротора и защитой тиристорного преобразователя от сверхтока. При неисправности в системе возбуждения сигналы передаются на щит управления. При получении любого сигнала неисправности в системе возбуждения персонал обязан согласно местной инструкции принять меры по выяснению причины и устранению неисправности.

Во всех случаях потери синхронным компенсатором возбуждения и неуспешных попыток его восстановления синхронный компенсатор следует отключить от сети, гак как, потребляя реактивную мощность, он увеличивает потери в сети и понижает напряжение на шинах подстанции.